CN105430617A - 一种基于agps定位技术的移动侦测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于AGPS定位技术的移动侦测系统，包括GPS卫星、中心机房、蜂窝基站和带有监控设备的智能光缆交接箱。集成有AGPS功能和GPRS无线传输功能的智能管理单元应用于智能光缆交接箱的户外移动侦测管理是经济、方便、有效的一种方式。当监控管理单元设备通过监测GPS坐标的变化监测到光交箱被移动或被强行破坏时，会及时上传报警信息到远端网管中心，启动中心机房报警器，并同时发送报警短信到维护人员手中，及时发现危害情况，及时做出响应措施，预防设备潜在的损害，减少对运营商和网络通信用户的经济损失。

Description

一种基于AGPS定位技术的移动侦测系统

技术领域

本发明涉及一种移动侦测系统，具体是一种基于AGPS定位技术的移动侦测系统，属于移动定位技术领域。

背景技术

一般而言，常用的移动定位技术包括GPS定位、基站定位、Wi-FiAP定位。

GPS(GlobalPositioningSystem)即全球定位系统，是由美国建立的一个卫星导航定位系统，利用该系统，用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速；用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位。GPS定位主要用于对移动的人、宠物、车及设备进行远程实时定位监控的一门技术。GPS定位是结合了GPS技术、无线通信技术(GSM/GPRS/CDMA)、图像处理技术及GIS技术的定位技术，主要可实现跟踪定位、轨迹回放、报警、车辆信息管理等功能。其优势是GPS卫星定位准确、稳定，受环境影响小，并且定位迅速，但其缺点是GPS定位受天气和位置影响较大，当遇到天气不佳的时候、或者处于高架桥或树荫的下面，或者在高楼的旁边角落、地下车库或露天的下层车库，GPS的定位就会受到相当大的影响，甚至无法进行定位服务。

基站定位是通过移动数字终端设备测量不同基站的下行导频信号，得到不同基站下行导频的TOA(TimeofArrival，到达时刻)，根据该测量结果并结合基站的坐标，一般采用三角测量算法，就能够计算出移动数字终端设备的位置。实际的位置估计算法需要考虑多基站(3个或3个以上)定位的情况，以减小估算的误差。一般而言，移动台测量的基站数目越多，测量精度越高，定位性能改善越明显。基站定位的优势是方便、成本低，因为它是通过数字终端设备进行定位的，只要用户数字终端设备有信号，就可以随时进行位置定位，而不受天气、高楼、位置等影响；其缺点是定位精度随所处位置基站数不同会有变化，误差大概50-500米左右，在偏远地区或基站信号塔较小的地区，这个误差值可能会更大。

Wi-FiAP定位的原理大体上可分为两种。一种类似GPS定位：已知某Wi-Fi热点的坐标，通过移动设备得到了该Wi-Fi热点的信号强度，这个信号强度与Wi-Fi热点到移动设备的距离有一定关系，故可通过信号强度得到移动设备与该Wi-Fi热点的距离。得知移动设备到3个以上Wi-Fi热点的距离则可由这些Wi-Fi热点的坐标求得移动设备的坐标；另一种则类似指纹识别的原理：对于每个语义位置(如一个房间)采集Wi-Fi信号，形成“指纹库”。定位时，将移动设备测得的Wi-Fi信号与已有的“指纹库"比对，看这个新信号与库中哪个位置的信号最匹配，则认为移动设备最可能位于该位置。定位的精度主要依赖于新信号与已有信号进行模式匹配的算法。

Wi-Fi定位相比于GPS、基站定位方式的优势在于室内定位精度高，但其局限于范围较小。由于Wi-Fi热点廉价、布设容易，很容易通过增加Wi-Fi热点来提高室内定位精度。若用于LBS，Wi-Fi定位可作为一定室内区域(如博物馆内部、校园内各建筑内部)的定位手段，而在室外仍用GPS定位。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于AGPS定位技术的移动侦测系统，该移动侦测系统结合GSM蜂窝基站定位与传统卫星定位，使设备的定位不完全依赖于GPS卫星信号，受遮盖的室内也能借基站讯号弥补，减轻GPS芯片对卫星的依赖度。AGPS是在以往通过卫星接受定位信号的同时结合移动运营的GSM或者CDMA网络基站的定位信息，就是一方面由具有AGPS的模块获取来自卫星的定位信息，而同时也要靠该模块透过中国移动的GPRS网络下载辅助的定位信息，两者相结合来完成定位。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种基于AGPS定位技术的移动侦测系统，包括GPS卫星、中心机房、蜂窝基站和带有监控设备的智能光缆交接箱；

所述智能光交箱通过蜂窝基站获得参考GPS信息，也可以直接通过卫星获得GPS定位信息；

所述中心机房能够远程控制智能光缆交接箱，智能光缆交接箱集成有AGPS功能和GPRS无线传输功能的智能管理单元；

所述智能光缆交接箱能够从周边多个蜂窝基站获取GPS位置参考信息；

所述监控设备能够通过蜂窝基站的网络与中心机房进行信息交换。

进一步，所述智能光缆交接箱包括光缆交接箱箱体、智能门禁电子锁、光缆交接箱网络管理软件、光缆交接箱智能管理单元和太阳能电源子系统；

所述光缆交接箱箱体采用双层结构，中间充有高性能隔热材料；

所述智能门禁电子锁是将智能光缆交接箱通过RFID卡和电控锁的模式，实现门禁管理的功能；

所述光缆交接箱网络管理软件包括光缆交接箱网络管理平台，其是上位机网管软件，负责对上传到局端管理服务器的数据汇集和任务处理；

所述光缆交接箱智能管理单元包括监控管理单元设备，监控管理单元设备是放置于光缆交接箱箱体内的配线架顶端或安装在箱门内侧的微控制管理设备，负责对箱体内环境参数、箱体状态和设备工作状态的实时监控，并将监测数据信息通过GPRS通信上传至上位机网络管理软件；

所述太阳能电源子系统包括太阳能电池板、可充电电池组和电源管理模块，用于给所述光缆交接箱智能管理单元提供电源。

一种基于基站辅助定位技术确定智能光缆交接箱所在位置坐标，并判断设备是否被移动的方法，该方法包括如下步骤：

1)、智能光缆交接箱的监控设备搜索附近蜂窝基站的信号强度，选择信号较强的几个基站分别注册联网，得到附近基站的GPS坐标；

2)、智能光缆交接箱的监控设备根据注册信号传输的延迟时间、信号强度，依据电波的传输速度、电波传输的衰减特性，测算监控设备到每个蜂窝基站的距离；

3)、智能光缆交接箱的监控设备根据附近基站GPS坐标和测算的距离，依据多点定位算法，计算出智能光缆交接箱的当前位置GPS坐标数据；

4)、智能光缆交接箱的监控设备将当前位置的GPS坐标数据与监控设备中备份的初始位置GPS坐标数据进行比对；如果GPS坐标数据的变化范围超出设定的阈值，则认定为设备被移动；监控设备上传设备当前的GPS坐标数据和判断结果至中心机房的网管服务器中作后续的处理。

进一步，智能光缆交接箱的监控设备也可以直接通过卫星获得GPS定位信息；

本发明的有益效果是：1)、与传统GPS定位相比，AGPS定位首次搜星速度更快，最快仅需几秒钟；定位范围更广；定位精度更高；有效减少设备的电量消耗，更省电，更加便捷。

2)、将集成有AGPS功能和GPRS无线传输功能的智能管理单元应用于智能光缆交接箱的户外移动侦测管理是经济、方便、有效的一种方式。当监控管理单元设备通过监测GPS坐标的变化监测到光交箱被移动或被强行破坏时，会及时上传报警信息到远端网管中心，启动中心机房报警器，并同时发送报警短信到维护人员手中，及时发现危害情况，及时做出响应措施，预防设备潜在的损害，减少对运营商和网络通信用户的经济损失。

3)、智能光缆交接箱供电系统采用太阳能电池板和锂电池组的组合方式对智能管理单元和低功耗智能门禁电子锁提供24小时不间断供电，依靠光缆交接箱智能管理单元实现管理功能，对交接箱内的环境实施监控，实现对光交箱内部环境温度、湿度、设备工作电压等参数的实时监测功能，实现对光交箱箱门非法开门的报警功能，实现对光交箱的自身环境发生水浸、倾斜及震动等状态变化的实时检测功能，实现对光交箱位置的移动监测和基站定位的功能，并通过GPRS无线传输技术实时上报监测数据到远端网管中心，而且对交接箱内完成光纤通道的配线、跳线等接续功能不产生影响，具有很好的兼容性。

附图说明

图1为本发明整体流程结构示意图；

图2为本发明的智能光缆交接箱系统模块结构图；

图3为本发明的智能光缆交接箱结构示意图；

图4为本发明光缆交接箱网络管理软件结构图；

图5为本发明监控管理单元设备的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种基于AGPS定位技术的移动侦测系统，包括GPS卫星、中心机房、蜂窝基站和带有监控设备的智能光缆交接箱；

所述智能光交箱通过蜂窝基站获得参考GPS信息，也可以直接通过卫星获得GPS定位信息；

所述中心机房能够远程控制智能光缆交接箱，智能光缆交接箱集成有AGPS功能和GPRS无线传输功能的智能管理单元；

所述智能光缆交接箱能够从周边多个蜂窝基站获取GPS位置参考信息；

所述监控设备能够通过蜂窝基站的网络与中心机房进行信息交换。

如图2所示，智能光缆交接箱集成有AGPS功能和GPRS无线传输功能的智能管理单元。即在智能管理单元中设有一个带有AGPS功能的GPRS模块。

GPRS无线传输模块主要针对工业级应用，它是内嵌GSM/GPRS核心单元的无线Modem，内嵌TCP/IP协议栈和AGPS协议栈，采用GSM/GPRS网络为传输媒介，基于移动GSM短消息平台和GPRS数据业务的工业级通讯终端。它利用GSM移动通信网络的短信息和GPRS业务为用户搭建了一个超远距离的数据传输平台。模块采用标准工业规格设计，具有完备的电源管理系统，提供RS232标准串行接口，直接与用户设备连接，具有DTU功能、短信功能、GPRS数据传输功能、AGPS定位功能、基站定位功能，支持低功耗、支持断线自动连接、心跳包配置等功能。可广泛应用于工业短信收发、GPRS实时数据传输等诸多工业与民用领域。

模块自带的AGPS功能可以获取多个基站信息然后自己查询服务来精确定位，也可以利用指令方式直接定位。移动网络是通过一个个基站连接起来的，而一个基站又被划分成若干小区以方便查找。因为基站的位置相对比较固定，所以我们可以通过基站的编号cell_id和小区的编号LAC来定位地理位置。模块可以通过AT命令来获取当前注册基站以及至少6个邻近基站的信息。

如图3所示，所述智能光缆交接箱包括光缆交接箱箱体、智能门禁电子锁、光缆交接箱网络管理软件、光缆交接箱智能管理单元和太阳能电源子系统。

所述光缆交接箱箱体依据最新的行业标准、技术标准，设计功能完善、外表大方美观的箱体，符合IP65级标准。

箱体采用高强度不锈钢板制成，强度高，防老化，抗腐蚀，并能抵御意外或恶性破坏。箱体表面处理采用拉丝或静电喷塑，外表美观。箱体采用双层结构，中间充有高性能隔热材料，具有良好的隔热效果，能有效防止箱内水汽凝结。箱门采用特种密封门封、防水门锁及三点式门销锁定，安全可靠，密封性好；并采用12芯熔接配线一体化模块，可安装有FC、SC光纤适配器，有可靠的光缆固定和接地保护装置，适合于单芯和带状光缆的成端。

所述智能门禁电子锁具有功耗低，体积小，支持刷卡控制开锁，产品大方美观等特点。智能光缆交接箱通过RFID卡和电控锁的模式，实现门禁管理的功能。设备支持最多5张超级卡和10张普通卡的管理功能(通称合法卡)。在原有箱体柜门上增加智能电子锁，其与箱内智能管理单元用插座连接，门锁支持刷卡开门、遥控开门的功能。同时，管理单元对开门操作、刷卡操作等进行记录，并通过通信模块向远端网络管理中心发送相关记录信息。在光缆交接箱的门锁上方刷卡感应区刷合法卡，管理单元发出电控开锁指令，撤除开门保险，工作人员通过旋转锁把可以完成开门动作。如果使用非法卡刷卡，电控锁保险栓不动作，无法打开柜门。工作人员也可以通过网管中心发送控制设备的遥控开门指令，从而实现远程遥控开锁的管理功能。

如图4所示：所述光缆交接箱网络管理软件包括光缆交接箱网络管理平台，其是上位机网管软件，负责对上传到端管理服务器的数据汇集和任务处理。其亦包括图形界面的开发、数据库的开发、各个菜单子功能的开发等等

如图5所示：所述光缆交接箱智能管理单元包括监控管理单元设备，监控管理单元设备是放置于光缆交接箱箱体内的配线架顶端或安装在箱门内侧的微控制管理设备，负责对箱体内环境参数、箱体状态和设备工作状态的实时监控，并将监测数据信息通过GPRS通信上传至上位机网络管理软件；

所述太阳能电源子系统包括太阳能电池板、可充电电池组和电源管理模块，用于给所述智能管理单元提供电源。

智能光缆交接箱是一种为主干层光缆、配线层光缆提供光缆成端、跳接的交接设备。光交箱多是安装在户外环境下，它是一种无源的设备，因此室外光交箱的监测与控制管理对运营商来说是不可控制的。该智能光缆交接箱是在传统光交箱的基础上增加智能管理单元，供电系统采用太阳能电池板+锂电池组的组合方案对智能管理单元和低功耗电子锁提供7*24小时不间断供电，实现对光交箱内部环境温度、湿度、设备工作电压等参数的实时监测，实现对光交箱箱门非法开门的报警功能，并通过GPRS无线传输技术实时上报监测数据到远端网管中心。

智能光交箱上安装的监控设备具有7*24小时不间断在线监测功能。每当一个智能光交箱安装成功，监控设备就会通过AGPS功能定位当前光交箱的具体位置，并将位置信息保存起来。监控设备会每隔一定时间通过AGPS技术定时检测光交箱的位置信息，并将当前位置信息与上次保存的位置信息进行对比，当两次的位置信息变化范围超过预先设定的阈值，那么监控设备认为光交箱被移动并向中心机房网管服务器发出报警信息；当两次的位置变化范围在系统认可的范围内，即认为是安全的。

一种基于基站辅助定位技术确定智能光缆交接箱所在位置坐标，并判断设备是否被移动的方法，该方法包括如下步骤：

1)、智能光缆交接箱的监控设备搜索附近蜂窝基站的信号强度，选择信号较强的几个基站分别注册联网，得到附近基站的GPS坐标；

2)、智能光缆交接箱的监控设备根据注册信号传输的延迟时间、信号强度，依据电波的传输速度、电波传输的衰减特性，测算监控设备到每个蜂窝基站的距离；

3)、智能光缆交接箱的监控设备根据附近基站GPS坐标和测算的距离，依据多点定位算法，计算出智能光缆交接箱的当前位置GPS坐标数据；

4)、智能光缆交接箱的监控设备将当前位置的GPS坐标数据与监控设备中备份的初始位置GPS坐标数据进行比对；如果GPS坐标数据的变化范围超出设定的阈值，则认定为设备被移动；监控设备上传设备当前的GPS坐标数据和判断结果至中心机房的网管服务器中作后续的处理。

进一步，智能光缆交接箱的监控设备也可以直接通过卫星获得GPS定位信息；

AGPS定位仍然是基于GPS的，因此，定位的首要步骤是先搜索到当前地区的可用GPS卫星。在传统GPS定位中需要全频段搜索以找到可用卫星因而耗时较长，而AGPS通过网络直接下载当前地区的可用卫星信息，从而提高了搜星速度。同时，也减小了设备的电量消耗。

在AGPS中，通过从蜂窝网络下载当前地区的可用卫星信息(包含当地区可用的卫星频段、方位、仰角等信息)，从而避免了全频段大范围搜索，使首次搜星速度大大提高，时间由原来的几分钟减小到几秒钟。

在AGPS中，通过蜂窝基站参考GPS的辅助，或是借助GSM定位中Cell-ID定位(COO定位)方法的辅助，缓解了在GPS信号不良的情况下定位的问题，有效提高了在此情况下的定位精度。

至此，GPS模块已经可正常接收GPS信号，GPS初始化过程结束，AGPS对定位速度的提高主要体现在此过程中。GPS模块一旦找到四颗以上的可用卫星，就可以开始接收卫星信号实现定位，监控管理设备将定位位置信息保存，并上传至网管中心服务器，以做进一步处理。

以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (4)

1.一种基于AGPS定位技术的移动侦测系统，其特征在于：包括GPS卫星、中心机房、蜂窝基站和带有监控设备的智能光缆交接箱；

所述智能光交箱通过蜂窝基站获得参考GPS信息，也可以直接通过卫星获得GPS定位信息；

所述中心机房能够远程控制智能光缆交接箱，智能光缆交接箱集成有AGPS功能和GPRS无线传输功能的智能管理单元；

所述智能光缆交接箱能够从周边多个蜂窝基站获取GPS位置参考信息；

所述监控设备能够通过蜂窝基站的网络与中心机房进行信息交换。

2.根据权利要求1所述的一种基于AGPS定位技术的移动侦测系统，其特征在于：所述智能光缆交接箱包括光缆交接箱箱体、智能门禁电子锁、光缆交接箱网络管理软件、光缆交接箱智能管理单元和太阳能电源子系统；

所述光缆交接箱箱体采用双层结构，中间充有高性能隔热材料；

所述智能门禁电子锁是将智能光缆交接箱通过RFID卡和电控锁的模式，实现门禁管理的功能；

所述光缆交接箱网络管理软件包括光缆交接箱网络管理平台，其是上位机网管软件，负责对上传到局端管理服务器的数据汇集和任务处理；

所述光缆交接箱智能管理单元包括监控管理单元设备，监控管理单元设备是放置于光缆交接箱箱体内的配线架顶端或安装在箱门内侧的微控制管理设备，负责对箱体内环境参数、箱体状态和设备工作状态的实时监控，并将监测数据信息通过GPRS通信上传至上位机网络管理软件；

所述太阳能电源子系统包括太阳能电池板、可充电电池组和电源管理模块，用于给所述光缆交接箱智能管理单元提供电源。

3.一种基于基站辅助定位技术确定智能光缆交接箱所在位置坐标，并判断设备是否被移动的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1)、智能光缆交接箱的监控设备搜索附近蜂窝基站的信号强度，选择信号较强的几个基站分别注册联网，得到附近基站的GPS坐标；

2)、智能光缆交接箱的监控设备根据注册信号传输的延迟时间、信号强度，依据电波的传输速度、电波传输的衰减特性，测算监控设备到每个蜂窝基站的距离；

3)、智能光缆交接箱的监控设备根据附近基站GPS坐标和测算的距离，依据多点定位算法，计算出智能光缆交接箱的当前位置GPS坐标数据；

4)、智能光缆交接箱的监控设备将当前位置的GPS坐标数据与监控设备中备份的初始位置GPS坐标数据进行比对；如果GPS坐标数据的变化范围超出设定的阈值，则认定为设备被移动；监控设备上传设备当前的GPS坐标数据和判断结果至中心机房的网管服务器中作后续的处理。

4.根据权利要求3所述的一种基于基站辅助定位技术确定智能光缆交接箱所在位置坐标，并判断设备是否被移动的方法，其特征在于：所述智能光缆交接箱的监控设备也可以直接通过卫星获得GPS定位信息。